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环球观天下！浅析电动汽车的双电机驱动技术与试验难点

2023-03-16 11:54:55来源：汽车测试网

对于电动汽车来说，双电机方案相对于单电机加主减速器或变速箱的方案在提高驱动效率方面确实具有优势。

(资料图片)

双电机方案通常使用一台电机驱动前轮，另一台电机驱动后轮，这样可以更好地控制车辆的动力输出和提高车辆的操控性能。而单电机方案则需要通过主减速器或变速箱来控制车轮的转速和扭矩输出，这样会带来一定的转换损耗，影响驱动效率。

此外，双电机方案还可以实现前后轮的独立控制，例如在低摩擦路面上，后轮可以提供更多的牵引力，而前轮则可以更好地控制车辆的转向，从而提高整个车辆系统的效率和性能。

因此，双电机方案相对于单电机加主减速器或变速箱的方案在提高驱动效率方面具有明显优势。

第一，双电机提高整个车辆系统的效率

单电机在低速、高速轻载等情况下，效率降低比较严重。这是由于电动汽车的使用工况非常复杂，需要在不同速度和负载条件下提供足够的扭矩输出。

电动汽车的电动机效率与其扭矩和转速有密切关系。在高负载、低速或高速轻载的情况下，单电机方案可能需要运行在低效率区间，这样会导致能量的浪费和电池寿命的降低。而双电机方案则可以通过控制两台电机的功率输出，将负载分配到更高效率的电机上，从而提高整个车辆系统的效率。

因此，在设计电动汽车驱动系统时，需要根据车辆的使用场景和需求来选择适当的方案，综合考虑多个因素，包括驱动效率、动力输出、性能、成本等因素。

第二，双电机在制动能量回收方面的效率更高

在电动汽车中，制动能量回收是非常重要的功能之一，它可以将制动时产生的动能转换为电能并储存在电池中，从而延长电动汽车的行驶里程。

双电机方案可以通过更好地控制两台电机的功率输出，使得车辆的制动更加稳定和可控，从而提高制动能量回收的效率。具体来说，当车辆进行制动时，两台电机可以实现动态切换，将制动能量回收到更高效率的电机中，从而最大化回收能量。

此外，双电机方案还可以通过更好地控制车轮的转速和扭矩输出，使得车辆的制动更加平滑和可控，从而减少摩擦损耗和制动噪音，提高制动效率和制动舒适性。

因此，在设计电动汽车的制动系统时，选择双电机方案可以提高制动能量回收的效率，延长电动汽车的行驶里程，并提高制动效率和制动舒适性。

第三，相比于单电机系统，具有更高的效率和性能

双电机驱动系统相比于单电机系统，具有更高的效率和性能。首先，双电机可以实现无动力中断，避免了单电机搭配变速箱时的换档动力中断问题。其次，通过将单个电机分解为两个电机，可以降低电机的制造难度和总重量，同时提供更高的性能和效率。一般情况下，一台40kW左右和一台30kW左右的电机的双电机系统就可以提供甚至超过一台100kW电机的性能，同时总重量一般可以降低30%甚至更多。

当然，双电机系统相对于单电机系统也存在一些不足之处。
首先，双电机系统的结构更加复杂，需要更加复杂的动力耦合装置和更加复杂的控制算法，因此制造成本和维护成本相对较高。
其次，双电机系统的空间和布局要求更高，需要更大的机舱空间来安置电机和电子控制系统。
此外，双电机系统的能量管理和调节也比较复杂，需要更精密的控制算法和较高的控制精度。因此，双电机系统需要更加专业的技术人员进行设计、制造和维护。

总的来说，双电机驱动系统相对于单电机驱动系统具有更高的性能和效率，但是也需要考虑到其结构复杂、制造成本高等问题。在选择驱动系统时，需要根据具体的应用场景和需求进行综合考虑。

双电机驱动系统按照两台电机的动力耦合方式可以分为以下类型：

1、转矩耦合：两个电机的转矩相加，系统输出的转矩是两台电机转矩的和，但两台电机的转速相同或固定比例。这种系统结构简单，控制算法也更简单，适用于大负载且负荷变化较大的车辆。

2、转速耦合：系统输出的转速是两个电机的转速之和，但两台电机的转矩相同或固定比例。转速耦合一般采用行星齿轮作为耦合机构，结构要复杂一些，适用于轻载且负荷变化较小的微型车辆。

3、转矩转速双耦合：通过更加复杂的动力传输组件，让两台电机既可以实现转矩耦合，又可以实现转速耦合。这样，两个电机的高效率工作区间，在转速耦合和转矩耦合的情况下，各增加一个高效率区间，达到了四个高效率区间。这种系统的结构和控制算法都比较复杂，但能够适应各种负载和负荷变化的车辆。

4、电池分配耦合
电池分配耦合也称为能量分配耦合，是指双电机系统通过智能控制，按照不同电机的输出功率需求，动态调整电池的供电比例，以实现动力的最优分配。这种方式在行驶过程中可以实现动力的最优分配，同时也可以提高能量利用率，延长电池寿命。

5、传动轴耦合
传动轴耦合是通过传动轴将两个电机连接起来，实现动力的传递。相比其他耦合方式，传动轴耦合结构简单、可靠性高，但是需要精准的轴向对中，同时也需要额外的空间来安装传动轴。

6、独立驱动
独立驱动是指双电机系统采用两个完全独立的电机，每个电机都有独立的控制系统和动力输出系统，相互之间没有物理联系。这种方式可以提供更加灵活的驱动方式，同时也可以避免一台电机故障影响整个系统的问题。但是这种方式也需要额外的控制和传感器系统，成本相对较高。

双电机系统的动力耦合方式选择需要考虑到具体的应用场景和需求，结构复杂度、控制算法等方面也需要进行综合权衡。

电动汽车的双电机驱动系统试验
难点

电动汽车的双电机驱动的试验项目包括对双电机控制策略、电机功率输出、电池管理系统、变速器及车辆动力性能等方面的测试。

其中，难点在于双电机间的协同控制和能量管理的优化，需要综合考虑电池状态、电机效率和车速等多种因素，以实现最优化的能量利用和动力输出，同时确保系统的稳定性和安全性。可以分为以下几部分：

复杂性：双电机驱动系统相比于传统单电机驱动系统更为复杂，涉及到更多的电气、机械和控制方面的问题。在试验过程中需要更加细致和谨慎地进行设计和操作，确保试验的准确性和安全性。

数据采集和分析：双电机驱动系统涉及到更多的数据采集和分析工作。需要对两个电机的转速、转矩、电流等参数进行实时监测和记录，并进行相关数据分析和处理，以便更好地评估系统的性能和可靠性。

控制策略：双电机驱动系统需要通过复杂的控制策略来协调两个电机的工作。需要设计出更为高效和智能的控制算法，以确保两个电机之间的协同工作和最佳匹配，提高系统的整体性能。

故障诊断和维修：双电机驱动系统的故障诊断和维修也比较复杂。需要了解两个电机之间的协同关系，分析问题的根源，修复故障，并对系统进行全面的测试和验证，以确保系统的可靠性和稳定性。

耐久性和稳定性：双电机驱动系统需要在长时间和复杂的工况下进行试验，以评估系统的耐久性和稳定性。需要在不同的路况、不同的工作状态下进行试验，并对试验结果进行全面的评估和分析，以确保系统的可靠性和稳定性。

综合来看，双电机驱动系统采用了一种高效的方式来提高电动汽车的性能，可以提供更高的扭矩和更快的加速度。

虽然双电机驱动系统相对于单电机驱动系统更复杂，需要更多的控制算法和技术难度更大，但是市面上已有许多采用双电机驱动的电动汽车型号，包括特斯拉Model S、蔚来ES8、比亚迪唐、荣威eRX5和捷豹I-PACE等，这些车型在性能方面表现出色，证明了双电机驱动系统的优势。

同时，随着电动汽车市场的发展，双电机驱动系统的应用也会越来越广泛。

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直播时间：2023年3月22日 14:00～15:00

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责任编辑：hnmd003

环球观天下！浅析电动汽车的双电机驱动技术与试验难点

第一，双电机提高整个车辆系统的效率

第二，双电机在制动能量回收方面的效率更高

第三，相比于单电机系统，具有更高的效率和性能

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